Neue Monitore haben heute selbst bei niedrig gepreisten Geräten eine Fülle von Möglichkeiten, wie der Monitor mit der Grafikkarte oder Konsole verbunden werden kann. In diesem Artikel worden wir die aktuellen Grafikanschlüsse samt der dahinter stehenden Standards näher beschreiben.
Moderne Grafikkarten von AMD und NVIDIA bieten eine Vielzahl an verschiedenen Bildschirmausgängen, die einer Vielzahl an Eingängen an entsprechenden Monitoren gegenüberstehen. Zuerst war hierzu der gute alte VGA-Anschluss vorhanden, der die Bildsignale noch analog an den Monitor weitergibt. Die moderneren, digitalen Alternativen hören auf die Bezeichnungen DVI, HDMI und DisplayPort. Zusätzlich gibt es im Profibereich weitere Techniken wie HD-SDI, Glasfaser etc. Im Folgenden werden wir auf die Standards samt der dazugehörigen Stecker eingehen und erklären, wie die unterschiedlichen Technologien einzusetzen sind.
VGA ist eine analoge Signalübertragung bis realistisch 1400 x 1050 Auflösung. Das Kürzel VGA steht für den Begriff „Video Graphics Array“ und soll hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden. Eigentlich ist VGA im obsolet und durch eine der drei anderen, weit fortgeschrittenen Techniken ersetzt worden. Im Geschäftsbereich hat VGA jedoch immer noch eine Bedeutung, da viele alte Projektoren nur analoge Signale entgegennehmen. Bekannte Geschäfts-Notebooks wie das Thinkpad von Lenovo oder WorkStation Notebooks von HP besitzen deshalb wohl auch immer noch einen VGA-Ausgang.
VGA wurde ursprünglich für eine maximale Auflösung von 640×480 Pixel konzipiert. Durch moderne Rechenverfahren und Analog-zu-Digital-Wandlung sind mit einem qualitativ hochwertigen VGA-Kabel auch Full HD-Auflösungen (1920×1080) theoretisch möglich, wenn auch kaum sauber darstellbar.
Die drei Buchstaben DVI stehen für „Digital Video Interface“ und benennen damit die vorherrschenden Technik um Bildsignale zwischen Grafikkarte und Monitor zu übertragen. DVI nutz den so genannten TMDS-Standard, der es erstmals erlaubte, höhere Auflösungen zwischen Grafikkarte und Monitor reindigital auszutauschen. TMDS steht dabei für Transition-Minimized Differential Signaling und eliminiert die von der analogen Übertragung bekannten elektromagnetischen Störungen. Zwar lässt der Name dies nicht vermuten, so ist DVI trotzdem in der Lage auch analog Signale zu übertragen. Wegen der robusten und variablen Steckverbindung wird dieses System gerne im professionellen Bereich und bei Eventfirmen eigesetzt. Man unterscheidet hierbei drei unterschiedliche physikalische Stecker, die sich jedoch nur in der Pin-Anzahl, nicht in ihrer Form unterscheiden:
Während DVI vorwiegend im Computerbereich zum Einsatz kommt, hat sich im Heimkino- und Konsolenbereich die HDMI-Schnittstelle etabliert. HDMI steht für „High Definition Multimedia Interface“ und ist eine direkte Weiterentwicklung der DVI-Schnittstelle. Eine Abwärtskompatibilität besteht weiterhin.
Im Gegensatz zu DVI ist HDMI aber auch in der Lage, parallel zu Bildsignalen digitalen Ton zwischen zwei Geräte auszutauschen. Damit entspricht HDMI mehr den Anforderung von modernen Heimkinoanwendungen, da Ton- und Bildsignale volldigitale über ein einziges Kabel gesendet werden. Mit Beginn der Full HD Ära war HDMI prädestiniert für dieses Einsatzgebiet, da die maximale Auflösung der HDMI 1.0 bis hin zur HDMI 1.2a Spezifikation mit 1920×1080 Pixel (1080p), also Full HD, angegeben war.
Mittlerweile überträgt HDMI im 2.0 Standard auch 2160p-Signale bei 60 Hz für 4K-(UHD)-Material und unterstützt 1080p-Auflösung für 3D-Material mit 48 Hz. Zusätzlich ist seit der Version HDMI 1.4 zu Bild und Ton nun auch ein Ethernetkanal integriert, der die Verwendung eines zusätzlichen Netzwerkkabels zur Anbindung von Geräten an das Internet überflüssig macht. HDMI ist ebenfalls in der Lage kopiergeschützte Inhalte über den HDCP-Standard wiederzugeben. In der aktuellen Version kennt HDMI drei gebräuchliche physikalische Steckervarianten, die all die oben genannten Spezifikationen und Funktionen erfüllen:
Sonderfälle:
Der DisplayPort ist das jüngste Verfahren zur Übertragung von Bild- und Tonsignalen zwischen verschiedenen Endgeräten. Aktuell sind DisplayPort-Anschlüsse vor allem im Bereich moderner Computermonitore und Grafikkarten zu finden. Im Heimkino- und Multimediasegment ist weiterhin HDMI der Standard.
DisplayPort verbindet einen sogenannten Main-Kanal, der nur in eine Richtung funktioniert und für die Übertragung von Bild und Ton zuständig ist, mit dem sogenannten AUX-Kanal, der eine Kommunikation in beide Richtungen zulässt. Darüber lassen sich beispielsweise USB-Verbindungen realisieren, die von weitere integrierte Geräten, wie Mikrofonen, Touchscreens oder Kameras genutzt werden können, ohne das ein weiteres Kabel nötig ist.
In der aktuellen Revision 1.3 ist DisplayPort in der Lage Auflösungen von 5120×2880 Pixel bei 60 Hz darzustellen. Wird 4:2:0 Subsampling verwendet, kann DisplayPort 1.3 bereits 8K-Video mit einer Auflösung von 7680×4320 Pixel bei 60 Hz übertragen. Um verschlüsselte Inhalte zu schützen kann DisplayPort auf HDPC und DPCP (DisplayPort Content Protection) zurückgreifen, welches auf einer 128 bit starken AES-Verschlüsselung basiert.
Aktuell gibt es zwei physikalische Stecker für DisplayPort, die sich in ihren Übertragungseigenschaften nicht unterscheiden, ein dritter Steckertyp ist in der Spezifikationsphase.
Grundsätzlich lasssen sich die digitalen Signalleitungen über entsprechende Adapter auch miteinander kombinieren. Es sind hierzu aber einige wichtige Dinge zu beachten. So hat z.B. DVI kein Audio. Die Kabellängen sind begrenzt (bid ca. 10m) und sehr von der Kabelqualität abhängig. Längere Strecken benötigen eine genaue Anpassung der Kabel an die vorhandenen Signalquelllen (PC, Laptop) und deren Signalempfängern (Monitote, Beamer, Verteiler). Hierzu gibt es Anpassungeverstärker entweder als Einzelgerät oder im Kabel eingebaut welche auch größere Strecken übertragen können. Das ist beispielsweise bei Einbauten oder bei Veranstaltungen erforderlich. Wenn man höchste Qualität bei langen Entfernungen benötigt wird man um den Einstz von Glasfaserkabeln nicht umhinkommen. Hierbei werden dann vorteilhafter Weise auch die Netz-Brummstörungen (Streifenbildung) eleminiert.
Die folgenden Tabelle soll abschließend noch einmal alle drei Standards gegenüberstellen:
Standard | DVI | HDMI 2.0 | DisplayPort 1.2 | DisplayPort 1.3 (aktuell) |
Maximale Auflösung | 2560×1600 Pixel | 3840 × 2160 Pixel | 4096×2560 Pixel | 7680×4320 Pixel (mit Kompression) / 5120×2880 Pixel |
Maximale Bandbreite | 7,44 GBit/s | 14,4 GBit/s | 17,28 GBit/s | 25,92 GBit/s |
Ton-Übertragung | Nein | TrueHD, dts-HD, DVD-Audio, SACD, Dolby Digital Plus | Ja | Ja |
Kanäle / Abtastrate | N.A. | 32 Kanal-Audio / 1536 kHz Abtastrate | 1-8 Kanal-Audio / 32 bis 192 kHz Abtastrate bei maximal 4,6 MB/s Bitrate | 1-8 Kanal-Audio / 32 bis 192 kHz Abtastrate bei maximal 4,6 MB/s Bitrate |
Datenkanal | Nein | Nur über Ethernet | Ja, Aux-Kanal (1 Mbit/s oder 720 Mbit/s) | Ja |
Abwärtskompatibel | Ja, mit Adapter zu VGA | Vollständig zu DVI | Im Dual-Mode vollständig zu HDMI und DVI (DisplayPort++) | Ja |
3D Übertragung möglich | Nein | Ja | Ja | Ja |
Mehrere Monitore mit einem Kabel betreiben (Daisy-Chaining) | Nein | Nein | Ja | Ja |
Noch ein wichtiger Hinweis für Tagungsreferenten:
Das beliebte "Bäumchen - Wechsel - Dich - Spiel" mit Laptops bei Tagungen um z.B. unterschiedliche Arbeitsgruppen hintereinander zu besuchen, bei analogem VGA möglich, geht mit "Digital" nicht.
Hier werden Rechnerabstürze provoziert !